示范区第8期：深圳探索基于人工智能的理科实验操作“教学评”一体化模式 区域试点推动教育应用智能升级

　　8月15日正式出台的《深圳市基础教育信息化“十四五”规划》提出，围绕教、学、研、评、测等教育教学要素，聚焦智能空间应用、智能课堂应用、智能研训应用、智能评价应用、资源智能应用和五育智能应用等“六大典型应用”，加快教育应用智能升级，支撑大规模因材施教，以智能化实现个性化。同时，鼓励各区进行试点实验，并视条件予以推广。

　　其中，在智能评价应用上，推动初中理化生实验考试项目的智能化应用是我市近年来的努力方向。通过智能化设备进行实时评测与监控，建立智能考务编排、智能考生识别、智能巡考为一体的市级初中理化生实验教学与测评监督平台，保障考试数据与考试全流程的可追溯性，同步推动人工智能辅助阅卷技术，探索大规模考试阅卷的智能化路径。

区校试点“现考机评”  探索实验考试智能化升级

　　深圳教育从2021年开始，开展初中阶段理科实验教学与测评改革工作，探索传统考试的数字化转型，先期在全市范围内遴选了15所学校开展试点工作。经过近两年的改革探索，进行了大规模的实验操作信息化考试试点，不断运用新技术赋能教育教学实践，实现了教学、学习和考评的一体化。

　　在市级的总体规划下，今年的理化生实验操作考试开展了区校试点，盐田区作为重点试点区，采用数字化组考和AI阅卷，改变了过去理化生实验操作考试“现考现评”和“现考后评”的形式，全区1800名考生率先在全国尝试基于人工智能的理化生实验操作“现考机评”实践。

　　盐田区在全区初中学校部署了智能实验系统，并建设了区级智慧实验教学评平台。学校考前开展AI辅助实验操作教学，对学生的实验操作进行AI视觉分析，具体实践“教学评”一体化模式。实验课上通过智能实验台对学生的实验操作进行实时录制，运用人工智能技术对视频进行分析，输出智能化的分析结果，从而做到了精确把控每个学生在实验中的不足，并提供师生都能理解的指导说明。

　　2022年初中理化生实验操作考试在区校试点的基础上充分借助深圳本地科创企业的力量，探索基于人工智能的实验操作“教学评”一体化模式，取得了良好效果。经过区校的试点实践，验证了AI评分在实际实验操作考试中的准确率与信效度、AI结果可解释性、人机结合效率、AI模型最快生产周期等重要指标。同时，通过实践测试了AI系统在日常实验教学与练习场景中的应用效果，并找出适用于大规模理化生实验操作考试与教学的物联网架构模式。

人工智能赋能教育  实现“教学评”一体化

　　2022年的实验操作信息化考试试点工作，新增了AI考评环节，即利用AI算法对学生的实验操作视频进行测评打分，AI考核比人工打分更客观，提升了考试的透明化与考试程序的规范化。利用信息化设备支撑实验操作考试，大大提高了评分效率，减少了监考老师的工作量。考试结束后，盐田区教育局组织相关教育专家对AI评分结果从实际操作的多项指标、日常实验教学应用效果、大规模应用可行性等方面做了细致的分析，认为AI评分实现了“教学评”的一体化，具有以下优势：

　　一是实践探索，AI评分能力初见成效。其一，AI评分准确度高，物理、化学、生物三套试题的综合准确率达98.1%，甚至超过了人工评分90%-98%准确率的水平。其二，AI模型评分的稳定性较强，同一份试卷AI评分结果与教师评分相近，并且不同的科目、试题均体现出这一结果。其三，评分依据与教师评分依据基本一致，经验证此次AI评分输出的评分依据，可解释性与教师评分基本一致，增加了评分的可信度，减少了考生对考分的争议。其四，AI辅助评分使效率显著提升，在教师进行人工评分的同时提供AI评分作为参考，评分效率提升明显。其五，AI系统能快速响应新的实验操作考题要求，此次信息化试点考试从试题公布到进行AI评分只间隔了20天，表明了AI模型最快生产周期可以压缩到两周内。

　　二是教考一体，人机共教发挥积极作用。试点学校在考前开展AI辅助实验操作教学，利用AI即时反馈帮助学生针对性查漏补缺，实现个性化教学指导，真正做到了教育资源的普惠和均衡，也将过程性评价的教育评价改革贯彻到日常的教育实践中。经对比发现，在最后的考试中，上过AI实验教学课的学生平均分比没有上过AI实验教学课的学生平均分高11%，AI教学对学生成绩整体提升效果明显。

　　三是创新路径，盐田区尝试教考设备“家电化”。“家电化”意味着高度的集成性和低网络接入要求。在深圳全市十万级考生统一考试的场景下，系统可靠性要求非常高。本次试点期间，盐田区分析得出科学的解决方案。经论证，此次试点验证的高可靠性来源于四个关键举措：降低网络复杂度，避免多级数据汇聚带来的网络风险；视频数据采用端、校、区、市四级数据存储，数据可逐级溯源到考试终端；便捷的换机流程，考试期间设备异常能做到3分钟内换机；考试中间不依赖网络，教室出现网络故障不受影响，当场考试可正常进行。